воздействие техногенных отходов различных производств на

УДК
«ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ РАЗЛИЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ НА
ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ»
Черныш Л.И.
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г.Шухова
Проблемы сохранения природы, экологической безопасности различных видов деятельности
человека и связанной с ними безопасности его жизнедеятельности и здоровья крайне актуальны в
настоящее время. Это не только вопрос сохранения природной среды, но и вопрос сохранения
человеческой цивилизации, созданной самим же человеком.
Исследования причин и закономерностей возникновения негативных факторов воздействия на
окружающую среду, характера и масштаба воздействия, совершенствование методов оценки
воздействия на окружающую среду позволяют управлять вопросами экологической безопасности
различных видов деятельности человека, в том числе строительством.[1]
Вовлечение высококачественных техногенных отходов различных отраслей промышленности
является насущной проблемой сегодняшнего дня. Расширение производства и применение
строительных материалов с повышенными физико-механическими свойствами обусловлено
необходимостью создания экологически чистых, экономичных по материало- и энергоемкости
строительных материалов.
Для решения этой задачи необходимо более полное и комплексное использование таких
резервов минерального сырья, как гипсосодержащие отходы, ежегодный объем которых во много
раз превышает добычу природного гипсового сырья.[2] Промышленность стран СНГ насчитывает
свыше 50 видов гипсосодержащих отходов. Несмотря на постоянно ужесточающиеся требования к
охране окружающей среды, использование гипсосодержащих попутных продуктов остается пока еще
не велико.
Белгородская область не располагает сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ.
Однако в регионе работает предприятие, в результате деятельности которого образуется техногенное
гипсовое сырье – цитрогипс, который после дополнительного увлажнения вывозится на поля
естественной фильтрации в черте города, общей площадью около 10 га, где и хранится открытым
способом.[3,4]
В эксперименте использовали гипсовое вяжущее (ГВ), полученное по безобжиговой,
безавтоклавной технологии на основе отхода производства лимонной кислоты – цитрогипса,
разработанной сотрудниками кафедры промышленной экологии БГТУ им. В.Г.Шухова.[5-7]
Целью данной работы является изучение возможности использования полученного гипсового
вяжущего в производстве теплоизоляционных пеногипсовых материалов, заменив при этом
природное сырье.
Современные требования к повышению энергоэффективности строящихся зданий и сооружений
определяют интерес строителей к применению нового поколения теплоизоляционных материалов.
Предпосылкой служит доступность гипсового сырья и гипсосодержащих отходов, простота
производства гипсовых изделий и высокие показатели их качества. Разработанные в последнее время
водостойкие гипсовые вяжущие низкой водопотребности обладают меньшей склонностью к
ползучести и способностью к гидравлическому твердению, что радикально расширяет сферу их
применения, позволяя производить пеногипсовые изделия, сопоставимые по характеристикам с
пенобетонными. При этом сохраняется такое важное преимущество гипса как малое время
схватывания и твердения.
Гипсовые и ангидритовые вяжущие, получаемые из гипсосодержащих отходов, должны
соответствовать требованиям ТУ 21-0284757-90 действующих стандартов на гипсовые вяжущие и
техническим условиям на конкретные виды вяжущих.[10]
В настоящее время находят широкое применение гипсоцементно-пуццолановые вяжущие,
представляющие собой однородную смесь гипсового вяжущего (50 -70%) с портландцементом (15 25%) и активной минеральной добавкой (20 - 35%).[10] В качестве активной минеральной добавки
использовали керамзитовую (циклонную) пыль – отход производства керамзитового гравия (цех
производства строительных материалов ООО «Завод КПД» в городе Строитель). Благодаря
высокому содержанию аморфного химически активного кремнезёма керамзитовая пыль обладает
активностью связывания извести до 115 мг/г. Керамзитовая пыль одновременно исполняет роль
активного микронаполнителя и заполнителя.[8,9]
Для получение пеногипса в лабораторных условиях взбивали пенообразователь ПБ-Люкс с
водой, в полученную пену добавляли гипсовое вяжущее на основе цитрогипса далее полученную
массу перекладывали в стандартные формы-балочки для высушивания. На прессе гидравлическом
ПГМ – 100 МГ испытали полученные образцы на прочность при сжатии. Прочность на сжатие на 3, 7, 14
сутки оказалась низкой, и составляла 0,2 – 0,3 МПа.
Для увеличения прочности образцов в пенный раствор, добавляли состав, состоящий из
гипсового вяжущего, портландцемента и керамзитовой пыли, тщательно перемешивали, полученную
массу тщательно перемешивали, перекладывали в стандартные формы, сушили при комнатной
температуре 3, 7, 14 суток. Прочность на сжатие увеличилась до 1,4 – 2,0 МПа. Образцы - балочки с
добавками представлены на рисунке 1.
Рисунок 1. Образцы-балочки из пеногипса
Одной из основных характеристик теплоизоляционных материалов и изделий является
теплопроводность и плотность.
Теплопроводность — это способность вещества переносить тепловую энергию, а также
количественная оценка этой способности (также называется коэффициентом теплопроводности).
Отсюда следует, что чем меньшей теплопроводностью будет обладать пенобетон - тем лучше он
будет сохранять тепло в помещении. Низкой теплопроводностью пенобетон обладает за счет своей
пористой структуры.
Коэффициент теплопроводности сухих образцов составляют от 0,12 до 0,18 Вт/(м*ºС).
Плотность пеногипса 300-350 кг/м3.
Следовательно, как видно из представленных данных: отход производства лимонной кислоты цитрогипс и циклонную пыль, образующуюся при производстве керамзита можно предложить в
производстве теплоизоляционных пеноблоков для перегородок в малоэтажном строительстве, и при
этом решать вопросы загрязнения окружающей среды и сделать жилье более экологичным и
дешевым.
ЛИТЕРАТУРА
1. Большеротов А.Л. Система оценки экологической безопасности строительства. – М.:
Издательство Ассоциации строительных вузов, 2010. – 216 с
2. Гордашевский П.Ф. Производство гипсовых вяжущих материалов из гипсосодержащих
отходов . М.: Стройиздат, 1987. 105 с.
3. Свергузова С.В., Тарасова Г.И., Бубнова Н.Ю Перспективные технологии переработки
цитрогипса // Экология и промышленность России. 1998. № 8. С. 20-24.
4. Свергузова С.В., Бубнова Н.Ю., Тарасова Г.И. Утилизация гипсосодержащих отходов по
энергосберегающей технологии // Наука – производству.2001.№ 3.С. 41- 43.
5. Патент РФ №2132310, 27.06.99. Свергузова С.В., Тарасова Г.И., Бубнова Н.Ю., Наумов Е.Г.
Способ изготовления гипсовых изделий // Патент России №2132310.1999.
6. Влияние условий обработки цитрогипса на состав получаемого гипсового вяжущего/ С.В.
Свергузова, Н.В. Чернышева, Л.И. Черныш, А.В. Шамшуров, // Строительные материалы. 2010. №7.
С. 31-32.
7. Теоретическое обоснование возможности безобжиговой дегидратации цитрогипса/
С.В.Свергузова, Г.И. Тарасова, Н.В.Чернышева, Л.И. Черныш // Вестник Белгородского
государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2010. № 2. С. 117-121.
8. Улучшение прочностных характеристик строительных материалов на основе техногенного
гипса /Свергузова С.В., Черныш Л.И.// III Международная научно-методическая конференция
«Безопасность человека в современных условиях» Национальный технический университет ХПИ, г.
Харьков 2011г.
9. Повышение водостойкости гипсового вяжущего на основе цитрогипса с использованием
керамзитовой пыли/ Черныш Л.И. // Казантип – ЭКО 2012г.Материалы XIX Международной научнопрактической конференции «Инновационные пути решения актуальных проблем базовых отраслей,
экологии, энерго- и ресурсо-сбережения», 6-10 июня 2012г. Щелково, АР Крым. С 362-363
10. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение). Справочник / Под общ. ред.
А.В. Ферронской.- М.: Изд-во АСВ, 2004.-485 с.